(57)【要約】 【課題】多波長のレーザ光に対して共通のコリメータレンズと対物レンズから成る光学系を有する光ピックアップによりそれぞれの波長に最適な光学倍率を設定すること。【解決手段】多波長コリメータレンズ２と、多波長対応対物レンズ４との間の光路に倍率変換素子３をレーザ光の波長により出し入れすることにより、即ち、ＢＤ用の４０７ｎｍの波長であれば、倍率変換素子３を光路に入れて多波長対応対物レンズ４との合成焦点距離を短くして光学倍率を大きくする。ＤＶＤ用の６５０ｎｍの波長であれば、倍率変換素子３を光路から外して光学倍率を元の５倍とすることにより、多波長のレーザ光に対して共通のコリメータレンズと対物レンズから成る光学系を有する光ピックアップによりそれぞれの波長に最適な光学倍率を自在に設定することができる。【選択図】図１
2005353250.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射するレーザ光を概略平行光とするコリメータレンズと、前記概略平行光となったレーザ光を入射して記録媒体に集光する対物レンズとを有する光学系を収納した光ピックアップであって、
前記レーザ光の波長に応じて、前記コリメータレンズと対物レンズ間の光路に出し入れされる倍率変換素子を具備する、
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項２】
入射するレーザ光を概略平行光とするコリメータレンズと、前記概略平行光となったレーザ光を入射して記録媒体に集光する第１の対物レンズと、前記概略平行光となったレーザ光を入射して記録媒体に集光する第２の対物レンズとを有する光学系を収納した光ピックアップであって、
前記レーザ光の波長に応じて、前記コリメータレンズと第１の対物レンズ間の光路に出し入れされる倍率変換素子を具備する、
ことを特徴とする光ピックアップ。
【請求項３】
前記レーザ光の波長が４００〜４１５ｎｍであり、この波長のレーザ光により前記記録媒体を記録再生する場合で前記倍率変換素子の倍率が１より大きい場合、当該倍率変換素子を前記光路に挿入し、前記倍率変換素子の倍率が１より小さい場合は当該倍率変換素子を前記光路から外すことを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ。
【請求項４】
前記レーザ光の波長が６３０〜６７０ｎｍであり、この波長のレーザ光により前記記録媒体を記録再生する場合で前記倍率変換素子の倍率が１より大きい場合、当該倍率変換素子を前記光路から外し、前記倍率変換素子の倍率が１より小さい場合は当該倍率変換素子を前記光路に挿入することを具備することを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ。
【請求項５】
前記レーザ光の波長が７６０〜８００ｎｍであり、この波長のレーザ光により前記記録媒体を記録再生する場合で前記倍率変換素子の倍率が１より大きい場合、当該倍率変換素子を前記光路から外し、前記倍率変換素子の倍率が１より小さい場合は当該倍率変換素子を前記光路に挿入することを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ。
【請求項６】
前記倍率変換素子は、レーザ光束を所定の方向のみ変倍する片軸倍率変換素子であることを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ。
【請求項７】
前記倍率変換素子は、１群２枚エキスパンダーレンズ、２群２枚エキスパンダーレンズ、或いは、２群３枚エキスパンダーレンズのいずれか一つであることを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ。
【請求項８】
前記レーザ光は単独の多波長用レーザダイオードのみから或いは、単波長用レーザダイオード及び多波長用レーザダイオードのいずれかから出射されることを特徴とする請求項１又は２記載の光ピックアップ。
【請求項９】
レーザ光を出射するレーザ光源と、前記レーザ光を概略平行光とするコリメータレンズと、前記概略平行光となったレーザ光を入射して記録媒体に集光する対物レンズと、前記対物レンズで受光された前記記録媒体からの戻り光が集光される信号検出器と、前記記録媒体に集光するレーザ光と前記信号検出器に集光される戻り光を分岐する光分岐素子とを有する光学系を収納した光ピックアップであって、
前記レーザ光の波長に応じて、前記コリメータレンズと対物レンズ間の光路に出し入れされる倍率変換素子を、前記レーザ光源と前記光分岐素子との間に或いは、前記光分岐素子と多波長対応対物レンズとの間或いは、前記光分岐素子と前記信号検出器との間のいずれかに配置することを特徴とする光ピックアップ。
【請求項１０】
光ピックアップよりレーザ光をディスクに集光すると共に、そのディスクからの反射光を前記光ピックアップにより受光してデータを記録再生する光ディスク装置であって、
前記光ピックアップは、入射するレーザ光を概略平行光とするコリメータレンズと、
前記概略平行光となったレーザ光を入射して記録媒体に集光する対物レンズと、
前記レーザ光の波長に応じて前記コリメータレンズと対物レンズ間の光路に出し入れされる倍率変換素子と、
前記倍率変換素子を前記光路に出し入れする光学素子移動手段と、
を具備することを特徴とする光ディスク装置。
【請求項１１】
前記レーザ光の波長は、４００〜４１５ｎｍ、６３０〜６７０ｎｍ或いは７６０〜８００ｎｍであることを特徴とする請求項１０記載の光ディスク装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤ等の複数種類のディスクを記録再生可能な光ピックアップ及び光ディスク装置に係り、特に、記録再生するディスクに対応したレーザ光の最適光学倍率に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、映像情報や音楽情報を記録再生するＣＤやＤＶＤが普及し、ＣＤやＤＶＤの互換ピックアップも開発されているが（特許文献１参照）、さらなる記録密度の向上及び大容量化の要求に応えるため、青色波長域の波長４０７ｎｍのレーザ光を用いるＢＤ（ブルーレイディスク）が登場してきた。
【０００３】
これに伴い、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤの３種類のディスクを記録再生する光ディスク装置が開発されて製品化されている。このような光ディスク装置では、ＣＤ、ＤＶＤ及びＢＤを記録再生するために波長が７８０、６５０、４０７ｎｍのレーザ光を用いる。その際、ディスクにレーザ光を集光すると共にその反射光を受光する対物レンズを含む光学系は、上記３種類のレーザ光に対して共通である方が光学系が簡素になり、光ピックアップの小型軽量化に寄与することができる。
【０００４】
ところで、上記のような３波長用のレーザダイオード（ＬＤ）から出射されるレーザ光は波長が４０７、６５０、７８０ｎｍと異なると共に、レーザの発散（放射）角、出射パワーなどが異なること、対物レンズに入射する光の強度分布の最適な状態が異なることなどにより、それぞれのディスクにレーザ光を集光させる際の最適な光学倍率（往路の光学倍率）が異なっており、ＢＤは１０から１２倍、ＤＶＤは５倍、ＣＤは４倍くらいである。但し、以降、単に光学倍率と称するが、往路の光学倍率のことである。
【０００５】
図１４はレーザ光を集光させる際の光学倍率を決定する光学系を示したブロック図である。レーザダイオード９１から出射したレーザ光はコリメータレンズ９２により概略平行光になり、このレーザ光が対物レンズ９３によりディスク９４に集光される。このような光学系の光学倍率βはディスク側（対物レンズ９３側）の実効開口数（実際に光ディスクに到達する光束の開口数ＮＡ）をＮＡ１とし、光源側（コリメータレンズ９２側）の実効開口数をＮＡ２とした時、β＝ＮＡ１/ＮＡ２…（１）で表される。
【０００６】
ここで、レーザダイオード９１からディスク９４の信号面の往路光学倍率（コリメータレンズ９２の焦点距離と対物レンズ９３の焦点距離との比）が１波長に対して最適化されると、他の波長に関しては倍率の自由度がないため最適値からずれてしまう。その結果、他の波長での記録再生特性が劣化してしまう。  
【０００７】
この問題を解決するためにはコリメータレンズ９２の焦点距離か、対物レンズ９３の焦点距離を可変にする方法が必要で、次の２通りが考えられる。（１）ＬＤ発光点が異なる場合、ＬＤの発光点が独立していれば、それぞれのＬＤとコリメータレンズ９２の間に倍率調整用のカップリングレンズを配置し、このカップリングレンズとコリメータレンズの合成焦点距離を調整する方法。（２）波長ごとに別々の対物レンズを配置する場合、対物レンズ手前の光路で波長ごとに分岐して対物レンズを複数用い、対物レンズの焦点距離を調整する方法がある。
【特許文献１】特開平１０−１９９０２６号公報  （第３−４頁、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、上記（１）の方法ではＬＤの発光点がほぼ同じ位置に配置される場合は、ＬＤとコリメータレンズ間も共通光路であるために波長ごとに対応したカップリングレンズを配置することは不可能である。また（２）の方法では、対物レンズをひとつにして小型化、コストダウンを図ることができない。
【０００９】
本発明は前記事情に鑑み案出されたものであって、本発明の目的は、大型化やコストアップすることなく、多波長のレーザ光に対して共通のコリメータレンズと対物レンズから成る光学系によりそれぞれの波長に最適な光学倍率を設定することができる光ピックアップ及びこの光ピックアップを用いた光ディスク装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は上記目的を達成するため、入射するレーザ光を概略平行光とするコリメータレンズと、前記概略平行光となったレーザ光を入射して記録媒体に集光する対物レンズとを有する光学系を収納した光ピックアップであって、前記レーザ光の波長に応じて、前記コリメータレンズと対物レンズ間の光路に出し入れされる倍率変換素子を具備することを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、光ピックアップよりレーザ光をディスクに集光すると共に、そのディスクからの反射光を前記光ピックアップにより受光してデータを記録再生する光ディスク装置であって、前記光ピックアップは、入射するレーザ光を概略平行光とするコリメータレンズと、前記概略平行光となったレーザ光を入射して記録媒体に集光する対物レンズと、前記レーザ光の波長に応じて前記コリメータレンズと対物レンズ間の光路に出し入れされる倍率変換素子と、前記倍率変換素子を前記光路に出し入れする光学素子移動手段とを具備することを特徴とする。
【００１２】
このように本発明では、複数波長のレーザ光が共通のコリメータレンズと対物レンズとから成る光学系を通して、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤなどの複数の記録媒体を記録再生する場合、コリメータレンズと対物レンズ間の光路に倍率変換素子をレーザ光の波長に応じて、例えば、前記記録媒体がＢＤである場合で前記レーザ光がＢＤを記録再生するための波長を有する場合、倍率変換素子を前記光路に挿入し、前記記録媒体がＤＶＤである場合で前記レーザ光がＤＶＤを記録再生するための波長を有する場合、前記倍率変換素子を前記光路から外すことにより、ＢＤ、ＤＶＤなどの記録媒体に最適の倍率を前記光学系に簡単な構成で自在に設定することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、複数波長のレーザ光が共通のコリメータレンズと対物レンズとから成る光学系を通してＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤなどの複数の記録媒体を記録再生する場合、コリメータレンズと対物レンズ間の光路に倍率変換素子をレーザ光の波長に応じて出し入れすることにより、多波長のレーザ光に対して共通のコリメータレンズと対物レンズから成る光学系によりそれぞれの波長に最適な光学倍率を簡単な構成で設定することができ、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤなどの複数の記録媒体をひとつの光ピックアップで高品質に記録再生することができる。
また、上記光学系は倍率変換素子などの安価な部品が付加されるだけなので、光ピックアップを小型軽量とすることができ且つ高価にすることなく、上記効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
光ピックアップを大型且つ高価格にすることなく、多波長のレーザ光に対して共通のコリメータレンズと対物レンズから成る光学系によりそれぞれの波長に最適な光学倍率を自在に設定する目的を、コリメータレンズと対物レンズ間の光路に倍率変換素子をレーザ光の波長に応じて出し入れすることによって実現することができる。
【実施例１】
【００１５】
図１（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。光ピックアップの光学系は、多波長レーザダイオード（ＬＤ）１、多波長コリメータレンズ２、光路に挿抜可能な倍率変換素子３、多波長対応対物レンズ４、ディスク１００、２００を有して構成される。
【００１６】
次に本実施の形態の動作について説明する。図１（Ａ）は、多波長レーザダイオード１からＢＤ用の波長４０７ｎｍのレーザ光が出射されている場合で、倍率変換素子３が光路中に挿入されている。多波長レーザダイオード１から出射されたレーザ光は多波長コリメータレンズ２により概略平行光になり、それが倍率変換素子３を通って、多波長対応対物レンズ４に入射され、この多波長対応対物レンズ４によりＢＤ１００に集光される。このように倍率変換素子３が光路上にある場合、ディスク側（対物レンズ９３側（図１２参照））の実効開口数をＮＡ３とし、光源側（コリメータレンズ９２側（図１２参照））の実効開口数をＮＡ４とした時、光学倍率はβ１＝ＮＡ３/ＮＡ４…（２）で表される。また、倍率変換素子３が光路上にない場合の実効開口数をＮＡ５とし、光源側（コリメータレンズ９２側（図１２参照））の実効開口数をＮＡ６とした時、光学倍率はβ２＝ＮＡ５/ＮＡ６…（３）で表される。このとき倍率変換素子３の倍率Ｋはβ１/β２で表される。あるいは実施例においてはコリメータレンズと対物レンズ間の光線が概略平行光とすると多波長コリメータレンズ２の焦点距離をｆ２とし、多波長対応対物レンズ４の焦点距離をｆ１、光学倍率をβとした場合、倍率変換素子３の倍率Ｋはβ＝Ｋ・ｆ２／ｆ１で表される。また、倍率変換素子３が光路上にない場合、光学倍率βは、β＝ｆ２／ｆ１で表される。
【００１７】
この倍率変換素子３はＫ＞１であれば、入射されるレーザ光のビーム径を大きくして、多波長対応レンズ４との合成焦点距離を変更して合成焦点距離を短くする。従って、（２）式より倍率変換素子３が光路に挿入されると光学倍率βは大きくなり、例えば１２倍になる。
【００１８】
図１（Ｂ）は、多波長レーザダイオード１からＤＶＤ用の波長６５０ｎｍのレーザ光が出射されている場合で、倍率変換素子３が光路中から除かれている。多波長レーザダイオード１から出射されたレーザ光は多波長コリメータレンズ２により概略平行光になり、それが多波長対応対物レンズ４に入射され、この多波長対応対物レンズ４によりＤＶＤ２００に集光される。この場合の光学倍率βは（３）式の通りで、例えば５倍である。即ち、倍率変換素子３が光路から除かれると、光学倍率βは小さくなる。
【００１９】
ここで、倍率変換素子３としては、図１（Ａ）、（Ｂ）で示すような１群２枚のエキスパンダーレンズ、図２に示すような２群２枚のエキスパンダーレンズ、図３に示すような２群３枚のエキスパンダーレンズなどを用いることができる。
【００２０】
また、図示していないが多波長レーザダイオード１からＣＤ用の波長７８０ｎｍのレーザ光が出射されている場合も図１（Ｂ）のように光路から倍率変換素子３を除いておく。この場合、光学倍率βは（３）式の通りで、５倍であるが、ＣＤを記録再生する場合の最適光学倍率は４倍程度であり、余り変わらないので、記録再生特性が悪化することはほとんどない。
【００２１】
本実施の形態によれば、ＢＤとＤＶＤとＣＤの多波長のレーザ光で共用する多波長コリメータレンズ２と多波長対応対物レンズ４を有する光路の光学倍率βを、レーザ光の波長に応じて倍率変換素子３を光路に出し入れすることにより、記録再生するディスクの種類に最適な値に自在に変更することができ、ディスクの種類に拘らず高品質の記録再生を行うことができる。
【００２２】
また、倍率変換素子３として、１群２枚エキスパンダーレンズと２群３枚エキスパンダーレンズを用いれば、この倍率変換素子３を光路に挿入した場合の光学系の色収差を補正することもできる。
【００２３】
なお、倍率変換素子３は倍率変換素子移動機構１０によって光路に挿入されたり光路から外されたりする。
【実施例２】
【００２４】
図４（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第２の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。但し、第１の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。光ピックアップの光学系は、多波長レーザダイオード（ＬＤ）１、多波長コリメータレンズ２、光路に挿抜可能な倍率変換素子８、多波長対応対物レンズ４、ディスク１００、２００を有して構成される。
【００２５】
次に本実施の形態の動作について説明する。この場合の倍率変換素子８はＫ＜１のものを用い、図４（Ａ）に示すようにＢＤ用の波長４０７ｎｍのレーザ光が出射されている場合は倍率変換素子８を光路から外し、図４（Ｂ）に示すようにＤＶＤ用の波長６５０ｎｍのレーザ光が出射されている場合は倍率変換素子８を光路に挿入する。
【００２６】
図４（Ａ）の場合の光学倍率βは（３）式で表され、図４（Ｂ）の場合の光学倍率βは（２）式で表される。即ち、図４（Ａ）の場合の光学倍率βが例えば１２になるように設定すると、図４（Ｂ）の場合は倍率変換素子８が挿入され且つ、その倍率Ｋが１より小さいため、光学倍率βは小さくなり例えば５になる。この場合も、ＣＤ用の波長７８０ｎｍのレーザ光が出射されている場合は第１の実施の形態と同様の理由で図４（Ｂ）の光学系を用いるものとする。
【００２７】
本実施の形態によれば、ＢＤを記録再生する時は倍率変換素子８を光路から外し、ＤＶＤを記録再生する時は倍率変換素子８を光路に挿入することにより、第１の実施の形態と同様の効果を有する。
【実施例３】
【００２８】
図５（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第３の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。但し、第１の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。光ピックアップの光学系は、多波長レーザダイオード（ＬＤ）１、多波長コリメータレンズ２、光路に挿抜可能なアナモルフィックな倍率変換素子（片軸倍率変換素子）９、多波長対応対物レンズ４、ディスク１００、２００を有して構成される。なお、この例のアナモルフィックな倍率変換素子９は２枚のプリズムから構成されているものとする。
【００２９】
次に本実施の形態の動作について説明する。この場合の倍率変換素子９はＫ＞１のものを用い、図５（Ａ）に示すようにＢＤ用の波長４０７ｎｍのレーザ光が出射されている場合は倍率変換素子９を光路に挿入する。多波長コリメータレンズ２により略平行光になったレーザ光は倍率変換素子９によりその光束が一方向に拡大されて多波長対応対物レンズ４に入射されて、ＢＤ１００に集光される。その際、倍率変換素子９がアナモルフィックであるため、例えば、光軸方向をＺ軸、紙面に垂直な方向をＹ軸、Ｙ軸、Ｚ軸の両者に対して垂直な方向をＸ軸とすると、Ｘ軸方向に対してのみ、レーザ光の光束が拡大され、Ｘ軸方向の光学倍率のみ大きくなる。
【００３０】
図５（Ｂ）は、多波長レーザダイオード１からＤＶＤ用の波長６５０ｎｍ（若しくは７８０ｎｍ）のレーザ光が出射されている場合で、片側倍率変換素子９が光路中から除かれている。多波長レーザダイオード１から出射されたレーザ光は多波長コリメータレンズ２により概略平行光になり、それが多波長対応対物レンズ４に入射され、この多波長対応対物レンズ４によりＤＶＤ２００に集光される。この場合は片軸倍率変換素子９がないため、多波長コリメータレンズ２及び多波長対応対物レンズ４のそれぞれの焦点距離により決まる光学倍率となり、光学倍率は小さくなる。
【００３１】
本実施の形態のように、一方向のみレーザ光の光束が大きくなる片軸倍率変換素子９を光路に出し入れすることにより、多波長コリメータレンズ２と多波長対応対物レンズ４を有する光路の光学倍率を片側（例えばＸ軸方向）に対してのみ変化させて、ＢＤ或いはＤＶＤを記録再生する際にＸ軸方向の光学倍率を最適にすることができる。特に、片軸だけの倍率を変化させることができるため、レーザビームの特性を方向によって調整することができ、例えば、光ディスク面上のレーザビームの強度を方向によって調整することができる。
【００３２】
なお、図６（Ａ）、（Ｂ）は、片軸倍率変換素子（Ｋ＞１）１３として凹凸２枚のシリンドリカルレンズ１３１、１３２を組み合わせて構成されたものを用い、図６（Ａ）に示すようにＢＤ用の波長４０７ｎｍのレーザ光が出射されている場合は片軸倍率変換素子１３を光路に挿入し、図６（Ｂ）に示すようにＤＶＤ用の波長６５０ｎｍ（若しくは７８０ｎｍ）のレーザ光が出射されている場合は片軸倍率変換素子１３を光路から外すことにより、上記第３の実施の形態と同様の効果がある。
【実施例４】
【００３３】
図７（Ａ）、（Ｂ）は、本発明の第４の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。但し、第１の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。光ピックアップの光学系は、多波長レーザダイオード（ＬＤ）１、多波長コリメータレンズ２、光路に挿抜可能なアナモルフィックな倍率変換素子（片軸倍率変換素子）１１、多波長対応対物レンズ４、ディスク１００、２００を有して構成される。なお、この例ではアナモルフィックな倍率変換素子１１は２枚のプリズムから構成されている。
【００３４】
次に本実施の形態の動作について説明する。この場合の片軸倍率変換素子１１はＫ＜１のものを用い、図７（Ａ）に示すようにＢＤ用の波長４０７ｎｍのレーザ光が出射されている場合は片軸倍率変換素子１１を光路から外し、図７（Ｂ）に示すようにＤＶＤ用の波長６５０ｎｍ（若しくは７８０ｎｍ）のレーザ光が出射されている場合は片軸倍率変換素子１１を光路に挿入する。
【００３５】
図７（Ａ）の場合の光学倍率は片軸倍率変換素子１１が光路上にないため、光学倍率は多波長コリメータレンズ２と多波長対応対物レンズ４の焦点距離で決まり、図７（Ｂ）の場合は片軸倍率変換素子１１が光路上にあり且つ倍率Ｋが１より小さいため、Ｘ軸方向の光学倍率は図７（Ｂ）の場合に比べて小さくなる。
【００３６】
本実施の形態によれば、ＢＤを記録再生する時は片軸倍率変換素子（倍率Ｋ＜１）１１を光路から外し、ＤＶＤを記録再生する時は片軸倍率変換素子１１を光路に挿入することにより、第１の実施の形態と同様の効果を有する。
【００３７】
なお、図８（Ａ）、（Ｂ）は、片軸倍率変換素子（Ｋ＜１）１２として凹凸２枚のシリンドリカルレンズを組み合わせて構成されたものを用い、図８（Ａ）に示すようにＢＤ用の波長４０７ｎｍのレーザ光が出射されている場合は片軸倍率変換素子１２を光路から外し、図８（Ｂ）に示すようにＤＶＤ用の波長６５０ｎｍ（若しくは７８０ｎｍ）のレーザ光が出射されている場合は片軸倍率変換素子１２を光路に挿入することにより、上記第４の実施の形態と同様の効果がある。
【実施例５】
【００３８】
図９は、本発明の第５の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。但し、第１の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。光ピックアップの光学系は、２波長レーザダイオード（ＬＤ）１−１、１波長レーザダイオード（ＬＤ）１−２、光路分岐素子（例えばプリズム）１４、多波長コリメータレンズ２、光路に挿抜可能な倍率変換素子１５、光路分岐素子１６、ミラー１７、２波長対応対物レンズ４−１、１波長対応対物レンズ４−２、ディスク１００、２００を有して構成される。
【００３９】
次に本実施の形態の動作について説明する。２波長レーザダイオード１−１は、例えばＣＤ、ＤＶＤ用波長のレーザ光を選択的に出射し、出射したレーザ光は光路分岐素子１４を通過し、多波長コリメータレンズ２により略平行光になって倍率変換素子１５に入射されるが、この倍率変換素子１５の倍率Ｋが１より大きい場合は、倍率変換素子１５は光路上から外れているため、略平行光はそのまま光路分岐素子１６によりその光路を９０度変更され、さらにミラー１７により９０度変更されて２波長対応対物レンズ４−２に入射される。２波長対応対物レンズ４−２はレーザ光をＤＶＤディスク２００に集光する。
【００４０】
１波長レーザダイオード１−２は、例えばＢＤ用波長のレーザ光を出射し、出射したレーザ光は光路分岐素子１４によりその光路を９０度変更し、多波長コリメータレンズ２により略平行光になって倍率変換素子１５に入射される。この倍率変換素子１５の倍率Ｋが１より大きいので、倍率変換素子１５は光路上に挿入されており、この倍率変換素子１５により略平行光の光束が拡大され、光路分岐素子１６を通って１波長対応対物レンズ４−２に入射される。１波長対応対物レンズ４−２はレーザ光をＢＤディスク１００に集光する。
【００４１】
本実施の形態によれば、２個の対物レンズ４−１、４−２及び２個のレーザダイオード１−１、１−２を有する光学系においても、倍率変換素子１５を光路上に出し入れすることにより、レーザダイオード１−１、１−２から出射される波長に応じたディスクを記録再生するのに最も適した光学倍率を設定することができる。この場合、２個のレーザダイオード１−１、１−２としては、上記の他に、ＢＤとＤＶＤ兼用及びＣＤ用、ＢＤとＣＤ兼用及びＤＶＤ用の組合わせがあり、それに応じて、対物レンズ４−１、４−２も上記の他に、もＢＤとＤＶＤ兼用及びＣＤ用、ＢＤとＣＤ兼用及びＤＶＤ用の組合わせがあり、各組合わせに応じて、倍率変換素子１５を光路上に出し入れすることによって、各組み合わせで最適な光学倍率を設定することができる。
【００４２】
なお、上記実施の形態では倍率変換素子１５としてＫ＞１のものを用いたが、Ｋ＜１のものを用いた場合は、倍率変換素子１５を光路上に出し入れする条件が反対になり、その動作は例えば第２の実施の形態で説明した動作と同じである。また、一般的には、光学倍率が不足する場合は、１より大きい倍率変換素子を入れる、或いは１より小さい倍率変換素子を外す。光学倍率が過度の場合は、１より大きい倍率変換素子を外す、或いは１より小さい倍率変換素子を入れるという倍率調整になる。また、倍率変換素子としては第１〜第４の実施の形態で用いたいずれの具体例も用いることができる。
【００４３】
ここで、対物レンズと光源の少なくともどちらかが２個に分離されている場合は、コリメータレンズ或いは対物レンズのｆで倍率調整して光学倍率を良好とすることが可能である。しかし、ピックアップサイズや光学部品配置などのメカ的な制約、或いは波長合成／分離プリズム、或いは互換対物レンズなどの光学特性の制約によってやむなく倍率をＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤそれぞれに対して良好にできない場合も考えられる。例えば波長合成プリズム光学膜の透過／反射特性には入射角度依存性があり、波長によっては入射角に制約がある。プリズムへの入射角度を平行光に近づけると特性が良好となるが、その場合、たとえばコリメータレンズの焦点距離が長くなり、波長によっては光学倍率が良好にできないなどの不都合が生じる。また、互換対物レンズについても薄型ピックアップなどではサイズと差動距離の制約から互換が可能なフォーマットが限定される場合があり、２個の対物レンズの焦点距離ｆ調整だけでは倍率を良好に調整できない場合もある。この様な場合においても本実施の形態のような倍率変換原理を用いることにより、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤそれぞれに対して倍率を良好にすることが可能である。
【００４４】
本実施の形態によれば、対物レンズが２個ある場合で、コリメータレンズ或いは対物レンズのｆで光学倍率の調整が何らかの理由でできない場合、倍率変換素子を用いて光学倍率を記録再生するディスクに応じて最適な値とすることができる。
【実施例６】
【００４５】
図１０は、本発明の第６の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。但し、第５の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。光ピックアップの光学系は、２波長レーザダイオード（ＬＤ）１−１、１波長レーザダイオード（ＬＤ）１−２、光路分岐素子（例えばプリズム）１４、多波長コリメータレンズ２、光路に挿抜可能な倍率変換素子１５、３波長対応対物レンズ４、ディスク１００を有して構成される。
【００４６】
本実施の形態では、第５の実施の形態と同様にレーザダイオード１−１、１−２は２波長対応のものと１波長対応のものを２個用いているが、対物レンズ４は３波長対応対物レンズを１個用いた構成になっている。このような構成においても、倍率変換素子１５を第９の実施の形態と同様の条件で光路上に出し入れすることにより、レーザダイオード１−１、１−２から出射される波長に応じたディスクを記録再生するのに最も適した光学倍率を設定することができ、第９の実施の形態と同様の効果がある。この場合、２個のレーザダイオード１−１、１−２としては、ＤＶＤとＣＤ兼用及びＢＤ、ＢＤとＤＶＤ兼用及びＣＤ用、ＢＤとＣＤ兼用及びＤＶＤ用の組合わせがある。対物レンズ４はいずれの場合もＢＤとＤＶＤとＣＤ兼用である。
【実施例７】
【００４７】
図１１は、本発明の第７の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。但し、第５の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。光ピックアップの光学系は、３波長レーザダイオード（ＬＤ）１、多波長コリメータレンズ２、光路に挿抜可能な倍率変換素子１５、光路分岐素子１６、ミラー１７、２波長対応対物レンズ４−１、１波長対応対物レンズ４−２、ディスク１００、２００を有して構成される。
【００４８】
本実施の形態では、第５の実施の形態と同様に対物レンズ４−１、４−２は２波長対応のものと１波長対応のものを２個用いているが、レーザダイオード１は１個の３波長対応レーザダイオードを１個用いた構成になっている。このような構成においても、倍率変換素子１５を第９の実施の形態と同様の条件で光路上に出し入れすることにより、レーザダイオード１−１、１−２から出射される波長に応じたディスクを記録再生するのに最も適した光学倍率を設定することができ、第９の実施の形態と同様の効果がある。この場合、２波長対応対物レンズ４−１、１波長対応対物レンズ４−２としては、ＤＶＤとＣＤ兼用及びＢＤ、ＢＤとＤＶＤ兼用及びＣＤ用、ＢＤとＣＤ兼用及びＤＶＤ用の組合わせがある。レーザダイオード１はいずれの場合もＢＤとＤＶＤとＣＤ兼用である。
【実施例８】
【００４９】
図１２は、本発明の第８の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。但し、第１の実施の形態と同様の部分には同一符号を付して説明する。光ピックアップの光学系は、多波長レーザダイオード（ＬＤ）１、光路分岐素子（例えばプリズム）１８、多波長対応対物レンズ４、信号検出器１９、ディスク１００を有し、これら部品で構成される光学路に倍率変換素子（図示せず）を出し入れする構成を有しているが、この倍率変換素子を出し入れする光路上の場所は、配置Ａ、配置Ｂ、配置Ｃがあり、いずれか一か所で倍率変換素子を出し入れすることになる。
【００５０】
次に本実施の形態の動作について説明する。第１〜第４の実施の形態では配置Ｂの位置、即ち、多波長対物レンズ４から信号検出器１９までの光路に挿抜可能な倍率変換素子を設置している。この場合、光路分岐素子１８を通ったレーザ光は倍率変換素子の出し入れによってその光学倍率を調整されて多波長対物レンズ４に入射し、多波長対物レンズ４はレーザ光をディスク１００に集光する。その時のディスク１００からの反射光は多波長対物レンズ４によって受光され、倍率変換素子の出し入れによってその光学倍率を調整されて光路分岐素子１８に入射し、ここで、９０度光路を変更されて信号検出器１９により受光される。従って、倍率変換素子を配置Ｂに設置した場合、多波長レーザダイオード１からディスク１００までの光学倍率を調整できると共に、ディスク１００から信号検出器１９までの光学倍率を調整できる。
【００５１】
次に、挿抜可能な倍率変換素子を配置Ｃの位置、即ち、光路分岐素子１８と信号検出器１９までの光路に設置した場合、この光路にはディスク１００からの戻り光が通るため、ディスク１００から信号検出器１９までの光学倍率を調整できる。ディスク１００から信号検出器１９への最適倍率はＤＶＤ／ＣＤの倍率βａ、ＢＤの倍率βｂとすると、その比βｂ／βａは２〜３程度が好適である。この好適な倍率はフォーカス誤差信号の引き込み範囲の制約から決まるものである。それ故、好適な倍率とすることで安定したフォーカス誤差信号検出とフォーカスサーボを実現することが可能である。しかし、逆にβb/βaが２〜３から大きくずれる場合はＤＶＤ及びＣＤか、ＢＤのどちらかが、フォーカスエラー信号の引き込み範囲が好適な状態に対して狭くなって、その結果極端な場合は外乱に対してフォーカスサーボが外れ易くなるなどの不具合が生じる。従って、フォーカスサーボの安定化を図る上で、配置Ｃに挿抜可能な倍率変換素子を設置して、記録再生するディスクに応じた光路分岐素子１８と信号検出器１９までの光学倍率を好適な値に調整することができる。
【００５２】
最後に、挿抜可能な倍率変換素子を配置Ｃの位置、即ち、多波長レーザダイオード１と光路分岐素子１８までの光路に設置した場合、多波長レーザダイオード１からディスク１００までの光学倍率を調整できるが、ディスク１００から信号検出器１９までの光学倍率は調整できない。しかし、多波長レーザダイオード１からディスク１００までの光学倍率の調整だけで良い場合は、配置Ｃに倍率変換素子を設置しても良い。
【００５３】
本実施の形態によれば、光路に出し入れする倍率変換素子の設置位置を適切に選択することにより、光学倍率の調整が必要な光路を選択でき、設計の自由度を向上させることができると共に、各種特性の光学系に対応することができる。
【実施例９】
【００５４】
図１３は、本発明の第９の実施の形態に係る光ディスク装置の要部の構成を示したブロック図である。光ディスク装置は、ＤＶＤ±Ｒ／ＲＷやＣＤ±Ｒ／ＲＷ、又はＢＤのようなディスク型のディスク２０２に対して光ピックアップ２０４によりアクセスし、データを記録再生するものであり、ディスク２０２を回転駆動する駆動手段としてのスピンドルモータ２０３と、ディスク２０２に対してデータの読み書きを行う光ピックアップ２０４と、この光ピックアップ２０４をディスク２０２の半径方向に移動する駆動手段としての送りモータ２０５と、装置全体の制御などを行うシステムコントローラ２０７と、プリアンプ２２０から出力信号に基づく復調及び誤り訂正処理等の所定の処理を行う信号処理部２０８と、スピンドルモータ２０３及び送りモータ２０５を制御するサーボ制御部２０９と、光ピックアップ２０４から出力される各種の信号に基づいてフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号、ＲＦ信号などを生成するプリアンプ２２０と、信号処理部２０８と外部コンピュータ２３０を接続するインターフェース２１１と、光ピックアップ２０４内のレーザ光源を駆動するレーザ制御部２２１と、ディスク２０２に記録された信号を再生信号として受け取ると共に、データを信号処理部２０８により変調してレーザ制御部２２１に出力して光ピックアップ２０４内のレーザ光源を駆動する外部コンピュータ２３０と、信号処理部２０８からの信号をＤ／Ａ変換し或いは、オーディオ・ビジュアル処理部２１３からの信号をＡ／Ｄ変換するＤ／Ａ、Ａ／Ｄコンバータ２１２と、記録又は再生オーディオ・ビデオ信号を処理するオーディオ・ビジュアル処理部２１３を有して構成される。ここで、光ピックアップ２０４は上記した第１又は第２の実施の形態の光学系を収納している。
【００５５】
この光ピックアップ２０４には、例えばディスク２０２上の所定の記録トラックまで移動させるための送りモータ２０５が接続されている。スピンドルモータ２０３の制御、送りモータ２０５の制御、光ピックアップ２０４の対物レンズを保持する二軸アクチュエータのフォーカシング方向及びトラッキング方向の制御は、それぞれサーボ制御部２０９がプリアンプ２２０から入力されるフォーカスエラー信号、トラッキングエラー信号に基づいて行われる。また、レーザ制御部２２１は、光ピックアップ２０４内のレーザダイオード１１、２８を制御するものであり、レーザダイオード１１、２８の出力パワーを記録モード時と再生モード時で可変制御する。なお、システムコントローラ２０７は、光ピックアップ２０４から出射されるレーザ光の波長に応じて倍率変換素子移動機構１０を制御して倍率変換素子（第１〜第４の実施の形態で説明したいずれかの倍率変換素子）を光路に対して挿抜する制御を行うものとする。
【００５６】
本実施の形態によれば、第１乃至第４の実施の形態に示した光学系を有する光ピックアップ２０４を搭載しているため、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの３種類のディスクを記録再生する際の光学倍率を最適にすることができ、いずれのディスクも高品質の記録再生を行うことができる。
【００５７】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲において、具体的な構成、機能、作用、効果において、他の種々の形態によっても実施することができる。たとえば、上記実施の形態では、ＢＤ、ＤＶＤ、ＣＤの記録再生で用いられるレーザ光の波長を４０７、６５０、７８０ｎｍとしたが、実用上４００〜４１５、６３０〜６７０、７６０〜８００ｎｍの範囲の波長を有するレーザ光を各ディスクに対して使用することができ、また、その際の対物レンズの開口数ＮＡは０．８０〜０．９０、０．５８〜０．６８、０．４３〜０．５３となる。また、ＨＤ−ＤＶＤの記録再生を行う場合、レーザ光の波長は４００〜４１５ｎｍで、対物レンズの開口数ＮＡは０．６５〜０．７５となる。さらに、倍率変換素子はｎ群、ｍ枚のレンズ構成であっても良い（ｎ＝０、１、２…、ｍ＝０、１、２、…）。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。
【図２】図１に示した倍率変換素子の詳細構成例を示した図である。
【図３】図１に示した倍率変換素子の他の詳細構成例を示した図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。
【図６】第３の実施の形態における光ピックアップの他の光学系の構成を示したブロック図である。
【図７】本発明の第４の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。
【図８】第４の実施の形態における光ピックアップの他の光学系の構成を示したブロック図である。
【図９】本発明の第５の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。
【図１０】本発明の第６の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。
【図１１】本発明の第７の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。
【図１２】本発明の第８の実施の形態に係る光ピックアップに収納される光学系の構成を示したブロック図である。
【図１３】本発明の第９の実施の形態に係る光ディスク装置の要部の構成を示したブロック図である。
【図１４】レーザ光を集光させる際の光学倍率を決定する従来の光学系を示したブロック図である。
【符号の説明】
【００５９】
１……多波長（３波長）レーザダイオード、１−１……２波長レーザダイオード、１−２……１波長レーザダイオード、２……多波長コリメータレンズ、３、８、１５……倍率変換素子、４……多波長（３波長）対応対物レンズ、４−１……２波長対応対物レンズ、４−２……１波長対応対物レンズ、５……凹レンズ、６……凸レンズ、７……合成レンズ、９、１１、１２、１３……片軸倍率変換素子、１０……倍率変換素子移動機構、１４、１６、１８……光路分岐素子、１７……ミラー、１９……信号検出器、２０４……光ピックアップ、２０７……システムコントローラ。
【図１】
2005353250.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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